Արհեստական բանականությունը նախագծել է բնության մեջ չհանդիպող առաջին ֆունկցիոնալ վիրուսները

Սթենֆորդի համալսարանի և Arc Institute-ի հետազոտողները արհեստական բանականության միջոցով նախագծել են 16 ֆունկցիոնալ վիրուս, որոնց գենոմները նախկինում երբեք չեն հանդիպել բնության մեջ. գիտնականները սա անվանում են "շատ կարևոր շրջադարձային կետ" սինթետիկ կենսաբանության համար: Հինգշաբթի օրը Science ամսագրում հրապարակված աշխատանքը առաջին դեպքն է, երբ գեներատիվ ԱԲ-ն օգտագործվել է ամբողջական, կենսունակ վիրուսային գենոմներ ստեղծելու համար:bbc+1

Ինչպես է այն աշխատում

Թիմն օգտագործել է Evo 1 և Evo 2 ԱԲ մոդելները, որոնք գործում են ChatGPT-ի նման խոշոր լեզվական մոդելների սկզբունքով, սակայն բառերի փոխարեն կանխատեսում են գենետիկական հաջորդականություններ: Վիրուսների, բակտերիաների, բույսերի և մարդկանց գենետիկական տվյալների վրա վարժեցված մոդելները հարմարեցվել են բակտերիոֆագեր նախագծելու համար՝ հիմնվելով Phi X-174 բնական վիրուսի վրա, որը վարակում է միայն E. coli-ն:biorxiv+1

Լաբորատորիայում սինթեզված ԱԲ-ի կողմից նախագծված մոտ 300 գենոմներից 16-ը կենսունակ են եղել՝ հաջողությամբ վարակելով և ոչնչացնելով E. coli բակտերիաները: ԱԲ-ի կողմից նախագծված մի քանի ֆագեր ցույց են տվել ավելի բարձր ֆիթնես, քան բնական վիրուսը և կարողացել են հաղթահարել բակտերիալ կայունությունը, որը սկզբնական ֆագը չէր կարողանում հաղթահարել:nytimes+2

"Սա առաջին դեպքն է, երբ գեներատիվ ԱԲ-ն օգտագործվել է ամբողջական գենոմ նախագծելու համար, որը կարող է վերարտադրվել և կատարել այլ բջջային գործառույթներ", — BBC-ին ասել է Սթենֆորդի համալսարանի ասիստենտ-պրոֆեսոր Բրայան Հին:bbc

Բժշկական հեռանկարներ

Այս բեկումը ճանապարհ է բացում հակաբիոտիկների նկատմամբ կայուն վարակների բուժման նոր մեթոդների համար: Փորձարկումների ժամանակ ԱԲ-ի կողմից ստեղծված ֆագերի կոկտեյլը արագորեն հաղթահարել է կայունությունը E. coli-ի երեք շտամներում, մինչդեռ բնական վիրուսը միայնակ լիովին ձախողվել է: Ֆագային թերապիան ավելի ու ավելի է դիտարկվում որպես խոստումնալից մոտեցում այն բակտերիալ վարակների դեմ պայքարելու համար, որոնք այլևս չեն արձագանքում ավանդական հակաբիոտիկներին:arcinstitute+2

Մանչեսթերի կենսատեխնոլոգիայի ինստիտուտի գենոմիկայի ամբիոնի վարիչ Պատրիկ Կայը ուսումնասիրությունը անվանել է "կարևոր հանգրվան"՝ նշելով, որ գենոմային լեզվական մոդելները "սկսում են ըմբռնել էվոլյուցիայի կողմից կոդավորված նախագծման սկզբունքները":bbc+1

Կենսաանվտանգության մտահոգություններ

Science-ում հրապարակված մեկնաբանության մեջ Ջոնս Հոփքինսի առողջապահական անվտանգության կենտրոնից Թոմաս Ինգլսբին և նրա գործընկերները նախազգուշացրել են, որ բացահայտումները "հրատապ անվտանգային հարցեր" են առաջացնում՝ նշելով, որ խնդիրն այլևս այն չէ, թե արդյոք գեներատիվ վիրուսային նախագծումը կգա, այլ այն, թե ինչպես կարող է այն ընթանալ "առանց լուրջ վնաս պատճառելու":bbc

Հետազոտողները նախազգուշական միջոցներ են ձեռնարկել՝ իրենց ուսումնական տվյալներից բացառելով բարդ օրգանիզմներ վարակելու ունակ վիրուսները և աշխատելով բացառապես բակտերիալ ֆագերի վրա՝ անվտանգ լաբորատոր միջավայրում: Ինժեներական ֆագերի գենոմները կազմված են մոտ 5400 հիմքային զույգերից՝ ամենափոքր կենդանի բջջի գենոմի մոտ 500,000 հիմքային զույգերի մի փոքր մասը, սակայն Հին նշել է, որ իր թիմը "անշուշտ շահագրգռված է աշխատել ավելի բարդ օրգանիզմներ նախագծելու ուղղությամբ":bbc